MBSE: de evolutie van systeem engineering in de industrie

13 juli 2023

In deze blog nemen we je mee in de wereld van Model-Based Systems Engineering, en de impact ervan op de industrie. In een tijdperk waarin technologieën zich in een razend tempo ontwikkelen en complexe systemen de norm worden, is het essentieel om een aanpak te hebben die ons in staat stelt deze uitdagingen het hoofd te bieden. En dat is precies waar MBSE om de hoek komt kijken.

MBSE staat voor Model-Based Systems Engineering, wat een methodologie is die wordt toegepast in het domein van systeem- en productontwikkeling. Het wordt gebruikt om complexe systemen te ontwerpen, ontwikkelen, analyseren en beheren. MBSE maakt gebruik van modellen als centraal element in het systeem engineeringproces.

Er zijn verschillende redenen waarom MBSE wordt toegepast:

1. Complexiteitbeheer: Moderne systemen worden steeds complexer, met meerdere componenten, subsystemen en interacties. MBSE biedt een gestructureerde aanpak om deze complexiteit te beheren door het gebruik van modellen. Modellen kunnen de systeemarchitectuur, componenten, interfaces, gedrag en vereisten visualiseren, waardoor het gemakkelijker wordt om de complexiteit te begrijpen en te beheersen.
2. Beheer van requirements: MBSE maakt het mogelijk om systeemvereisten duidelijk vast te leggen en te beheren. Vereisten kunnen worden gemodelleerd en geanalyseerd, en de impact van wijzigingen kan worden beoordeeld. Dit helpt bij het waarborgen van consistentie, traceerbaarheid en validatie van de vereisten gedurende het hele systeemontwikkelingsproces.
3. Interdisciplinaire samenwerking: Bij systeemontwikkeling zijn vaak meerdere disciplines en belanghebbenden betrokken, zoals engineers, softwareontwikkelaars en productmanagers. MBSE biedt een gemeenschappelijke taal en een gemeenschappelijk referentiekader in de vorm van modellen, waardoor de samenwerking tussen verschillende disciplines wordt vergemakkelijkt. Door de op gebruiker afgestemde informatie helpt het bij het begrijpen van de systeemcontext en het faciliteren van de communicatie en samenwerking tussen teamleden.
4. Analyse en validatie: MBSE maakt het mogelijk om systemen te analyseren en te valideren op basis van hun modellen. Met behulp van simulaties, verificatie- en validatietechnieken kunnen potentiële problemen en zwakke punten in een systeem vroegtijdig worden geïdentificeerd en aangepakt. Door analyse en validatie op modelniveau uit te voeren, kan de systeemprestatie worden geëvalueerd voordat er kostbare fysieke prototypen worden gebouwd.
5. Onderhoud en beheer: MBSE vergemakkelijkt het beheer van systemen gedurende hun hele levenscyclus, inclusief onderhoud en evolutie. Modellen kunnen worden bijgewerkt en aangepast naarmate het systeem verandert en groeit. Dit zorgt voor een beter begrip van het systeem en vergemakkelijkt het onderhoud en de wijziging van systeemcomponenten in latere stadia.

Samengevat helpt MBSE bij het verbeteren van de systeemontwikkelingspraktijken door middel van modellering, waardoor complexiteit wordt beheerst, samenwerking wordt bevorderd, analyse en validatie worden verbeterd, en systeembeheer gedurende de levenscyclus wordt vergemakkelijkt.
.

Dashboards cruciaal

In de wereld van Model-Based Systems Engineering speelt het creëren van dashboards een cruciale rol. Deze dashboards bieden een op belanghebbende afgestemde, gestructureerde en visuele weergave van systeeminformatie, waardoor snel inzicht wordt gegeven in de status, prestaties en trends van het systeem.
.

MBSE versus DBSE

Systems Engineering (SE) is een ontwerpbenadering waar integraliteit centraal staat. Meer informatie over Systems Engineering? Bekijk onze blog.

Het verschil tussen MBSE (Model-Based Systems Engineering) en DBSE (Document-Based Systems Engineering) ligt in de benadering en het gebruik van modellen en documentatie in het systeem engineeringproces. MBSE legt de nadruk op het gebruik van gestructureerde modellen om complexiteit te beheren, vereisten te valideren en samenwerking tussen disciplines te vergemakkelijken. Het maakt gebruik van modelleringsnotaties zoals SysML (Systems Modeling Language) of UML (Unified Modeling Language) om systemen te modelleren.

Aan de andere kant maakt DBSE gebruik van documenten als primaire middelen voor het vastleggen van systeeminformatie. Documenten zoals specificaties, ontwerpdocumenten en rapporten spelen een belangrijke rol bij het beschrijven van systeemarchitectuur, vereisten en ontwerpelementen. DBSE legt de nadruk op het creëren en beheren van uitgebreide documentatie om het systeem te begrijpen en te ontwikkelen. Het documentatieproces kan gebaseerd zijn op gestandaardiseerde formats of organisatie specifieke sjablonen.

Het gebruik van MBSE of DBSE hangt af van de specifieke behoeften, complexiteit en context van het systeemproject. MBSE wordt steeds populairder vanwege de voordelen van visuele modellering en het vermogen om complexiteit beter te beheren, maar DBSE kan nog steeds relevant en geschikt zijn voor bepaalde toepassingen waar tekstuele documentatie vereist is zoals bij het opstellen van contracten.
.

Aandachtspunten MBSE

Zijn er dan ook aandachtspunten te benoemen voor MBSE? Die zijn er zeker! Hieronder sommen we de belangrijkste op:

1. Leercurve en complexiteit: MBSE vereist een zekere mate van training en expertise in het gebruik van modelleringsnotaties en -tools. Het kan enige tijd duren voordat teamleden vertrouwd zijn met de methodologie, notatiewijze en bovendien kan de complexiteit van het modelleren zelf uitdagend zijn, vooral bij grote en complexe systemen.
2. Kosten van modelleringstools: Het gebruik van gespecialiseerde MBSE-tools kan gepaard gaan met aanzienlijke kosten. Licenties voor deze tools kunnen prijzig zijn, vooral voor kleine organisaties met beperkte budgetten. Dit kan een belemmering vormen voor de adoptie van MBSE in sommige gevallen.
3. Onderhoud en evolutie van modellen: Modellen moeten net als documenten worden onderhouden en bijgewerkt naarmate het systeem evolueert. Dit kan tijdrovend zijn, vooral als er wijzigingen zijn in de systeemarchitectuur of vereisten. Het vereist toewijding en inzet.
   .

Model-Based Systems Engineering in de industrie

De noodzaak van MBSE wordt steeds groter. Denk aan de CSRD-richtlijn waarbij traceerbaarheid cruciaal is, waar we eerder een blog over schreven. Software wordt een steeds belangrijker component bij machinebouwers, en daarmee de integraliteit. Assetmanagement stelt meer eisen aan producten en het materiaalgebruik moet waar mogelijk gereduceerd worden. Kortom: alles moet goedkoper, sneller en beter. Dat geeft druk op de ontwerptijd en de kwaliteit van het ontwerp om het rendabel te houden. We moeten deze ontwikkeling volgen door de noodzaak van integraliteit, iets wat met Model-Based Systems Engineering mogelijk is. MBSE is namelijk de ‘hub’ van informatie die niet stopt als de architectuur van de machine staat. Het kan juist alle afhankelijkheden bij wijzigingen of verandering van specificaties beheren. Waardoor iedere betrokkene zicht krijgt op de situatie voor geborgde en afgewogen ontwerpkeuzes.

Wil je toekomstbestendig en beheersbaar ontwerpen? Dan is het toepassen van MBSE onmisbaar. Het geeft inzichten die je uit documenten niet kunt halen en biedt kansen die in traditionele ontwerpmethoden niet mogelijk zijn. Yellax is in samenspraak met The Collective een casus aan het uitwerken bij machinebouwer Selmers. Meer informatie? Neem dan contact op. 

• Delen